董柏余,湯洪敏,姚秋萍,朱德全,韓洪強(qiáng),周培富,何可群,丁曉春
(1.貴州民族大學(xué)民族醫(yī)藥學(xué)院,貴州貴陽(yáng) 550025;2.中國(guó)科學(xué)院華南植物園,廣東廣州 510650)
金刺梨(Rosa sterilis)又稱無(wú)籽刺梨,為貴州省安順市特有物種,在當(dāng)?shù)匾汛笠?guī)模種植[1]。相較于普通刺梨,金刺梨果實(shí)中VC含量與超氧化物歧化酶(superoxidedismutase, SOD)活性更高。作為具有高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的新型水果,近年來(lái)對(duì)于金刺梨的研究也逐漸增多[2?3]。金刺梨鮮果含糖量高,易受病原物的侵染而發(fā)生腐爛,常溫條件下不耐貯藏,從而給生產(chǎn)者和經(jīng)營(yíng)者帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失[4?5]。目前金刺梨的保鮮方法主要集中于物理保鮮技術(shù),如低溫貯藏[5]、PE 袋包裝貯藏[6]、UV-C 輻射[7]、氣調(diào)袋貯藏[8]等。其中低溫保鮮技術(shù)雖然效果顯著,但存在成本高、技術(shù)設(shè)備要求高的缺陷,其他物理保鮮技術(shù)雖然成本低,設(shè)備要求低但是對(duì)于病害的控制效果并不顯著。因此,在物理保鮮技術(shù)的基礎(chǔ)上急需開發(fā)安全、高效的新型保鮮劑[9?10]。
水楊酸(salicylic acid, SA)又名鄰羥基苯甲酸,能夠誘導(dǎo)果蔬產(chǎn)生系統(tǒng)獲得性抗性,在甜瓜[11]、獼猴桃[12]、蘋果[13]、枸杞[14]、臍橙[15]等果實(shí)上均表現(xiàn)出良好的誘抗效果,可顯著降低果實(shí)的腐爛率。水楊酸相比于市面上常用的殺菌劑具有殘留危害小、無(wú)抗藥性以及環(huán)境友好等特點(diǎn),目前尚未見(jiàn)到采后水楊酸處理對(duì)金刺梨誘導(dǎo)抗性的報(bào)道。水楊酸處理提高果實(shí)采后品質(zhì)的作用機(jī)理與其能夠提高活性氧代謝與苯丙烷代謝關(guān)鍵酶活性并激發(fā)活性氧與酚類物質(zhì)的產(chǎn)生密切相關(guān)[16?17]。但是,尚未見(jiàn)到采后水楊酸處理對(duì)金刺梨誘導(dǎo)抗性的報(bào)道。本研究以金刺梨果實(shí)為試材,采后用水楊酸溶液浸泡處理,探索其對(duì)果實(shí)活性氧代謝及苯丙烷代謝的影響,以期為水楊酸處理誘導(dǎo)金刺梨果實(shí)產(chǎn)生抗性從而延緩果實(shí)衰老提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)材料 采摘自安順市春歸保健科技有限公司金刺梨基地,選擇九成熟的金刺梨果實(shí)(盛花期后105 d),紙箱包裝后當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理;水楊酸 Sigma-Aldrich 公司產(chǎn)品;丙酮、四氯化鈦、β-巰基乙醇、Tris-HCl 生工生物工程(上海)股份有限公司;二硫蘇糖醇、愈創(chuàng)木酚、蛋氨酸、苯甲基磺酰氟 上海阿拉丁生化科技股份有限公司;冰醋酸、乙醇、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、硼酸、MgCl2·6H2O上海麥克林生化科技有限公司;以上試劑 均為分析純。
TU-1901 型分光光度計(jì) 北京普析; CP70ME日立超速離心機(jī) 日本日立;IKA-2900025 冷凍磨樣機(jī) 中國(guó)艾卡。
1.2.1 實(shí)驗(yàn)分組與處理 挑選大小一致,成熟度一致的金刺梨果實(shí),用1.5 mmol/L(預(yù)實(shí)驗(yàn)篩選獲得)水楊酸溶液(0.05% Tween 80)浸泡10 min,完全晾干后備用。清水處理作為對(duì)照組,每個(gè)處理3 個(gè)生物學(xué)重復(fù),每個(gè)重復(fù)200 個(gè)果實(shí)。
1.2.2 取樣 分別在處理的 0、2、4、6、8 d,用直徑5 mm 打孔器在果實(shí)赤道部位選三個(gè)點(diǎn),取皮下2~4 mm處約2 g 果肉組織。樣品錫箔紙包裝后液氮冷凍,放入?80 ℃冰箱保存待用。每次處理用果實(shí)30 個(gè)。
1.2.3 腐爛率的測(cè)定 以貯藏期間腐爛果實(shí)數(shù)占果實(shí)總數(shù)的百分比表示。每組處理用果實(shí)100 個(gè),重復(fù)3 次。
1.2.4 失重率測(cè)定 采用稱量法進(jìn)行測(cè)定,按下列公式計(jì)算:
失重率(%)=[(貯藏前質(zhì)量?貯藏后質(zhì)量)/貯藏前質(zhì)量]×100。每組處理用果實(shí)10 個(gè),重復(fù)3 次。
1.2.5 細(xì)胞膜完整性測(cè)定 參照Sayyari 等[18]的方法并修改。取赤道部位的皮下1~4 mm 處果肉組織2 g,切成10 片厚約2 mm 左右薄片后用去離子水沖洗3 次,然后用濾紙吸干多余水分,加入裝有20 mL去離子水的離心管中,在 25 ℃下浸泡 3 h 后用電導(dǎo)率儀測(cè)定電導(dǎo)率,計(jì)為 CI,再在沸水浴中煮沸 30 min,待冷卻至室溫(22 ℃)后再次測(cè)定電導(dǎo)率為其最終電導(dǎo)率,記為 CF,最后按照下面的公式計(jì)算細(xì)胞膜完整性:細(xì)胞膜完整性(%)=[1?(CI/ CF)]×100。
1.2.6 O2-·產(chǎn)生速率的測(cè)定 參照Xu 等[19]的方法并修改。取2.0 g 果肉組織,加入5 mL 100 mmol/L磷酸緩沖液(pH 7.8),在冰浴條件下研磨成勻漿后于4 ℃下12000×g 離心20 min。取1 mL 上清液,加入1 mL 50 mmol/L 磷酸緩 沖液(pH 7.8)和1 mL 1 mmol/L 的鹽酸羥胺溶液,搖勻后在25 ℃保溫1 h。取出后加入1 mL 17 mmol/L 對(duì)氨基苯磺酸和1 mL 7 mmol/Lα-萘胺,于25 ℃保溫20 min 進(jìn)行顯色反應(yīng),測(cè)定顯色液在530 nm 處測(cè)定吸光度值,以不進(jìn)行保溫1h 的測(cè)定作為參比對(duì)照,重復(fù)三次。單位以mmol·g?1·min?1表示。
1.2.7 過(guò)氧化氫(H2O2)含量測(cè)定 參照Prochazkova等[20]的方法并修改。稱取2.0 g 果肉組織用冷凍磨樣機(jī)打成粉末后,轉(zhuǎn)移至預(yù)冷的研缽,加入2 mL 冷丙酮,繼續(xù)研磨成勻漿。轉(zhuǎn)移勻漿至15 mL 離心管,4 ℃溫度下,12000×g 離心20 min。取1 mL 上清液轉(zhuǎn)移至新的2 mL 離心管,加入100 μL 20%的四氯化鈦溶液(溶于濃鹽酸,V/V)和200 μL 濃氨水,充分混勻反應(yīng)5 min,4 ℃溫度下離心15 min。沉淀用冷丙酮洗滌3 次,加1.5 mL 1 mmol/L H2SO4重懸沉淀,在410 nm 波長(zhǎng)下用紫光分光光度計(jì)處測(cè)定吸光值。H2O2含量以μmol/g 鮮重(FW)表示。
1.2.8 超氧化物歧化酶(SOD)活性測(cè)定 參照Lacan 等[21]方法并修改。稱取2.0 g 果肉組織用冷凍磨樣機(jī)打成粉末后,轉(zhuǎn)移至預(yù)冷的研缽,加入3 mL 100 mmol/L 磷酸緩沖液(pH 7.5,含5 mmol/L 二硫蘇糖醇(DTT)和2% 交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮(PVPP,W/V),繼續(xù)研磨成勻漿。在4 ℃條件下12000×g離心20 min,棄沉淀保留上清液即為粗酶液。反應(yīng)體系包含:0.4 mL 的粗酶,1.5 mL 的50 mmol/L 磷酸鈉緩沖液(pH 7.8),0.2 mL 的130 mmol/L 蛋氨酸(MET),0.3 mL 的100 μmol/L EDTA,0.3 mL 的750 μmol/L 硝基藍(lán)四唑(NBT)和0.3 mL 的20 μmol/L核黃素。對(duì)照組:將裝有混合液的離心管置于暗處。實(shí)驗(yàn)組:將裝有混合液的離心管在光照培養(yǎng)箱中(4000 LUX 日光燈)放置15 min。在560 nm 處測(cè)定吸光值,以對(duì)照組作為空白參比。NBT 光化還原的50%,作為一個(gè)酶活性單位(U/mg protein)。
1.2.9 過(guò)氧化氫酶(CAT)活性測(cè)定 測(cè)定方法參考Wang 等[22]并修改。稱取2.0 g 果肉組織用冷凍磨樣機(jī)打成粉末后,轉(zhuǎn)移至預(yù)冷的研缽,加入3 mL 100 mmol/L 磷酸緩沖液(pH 7.5,含5 mmol/L 二硫蘇糖醇(DTT)和2% PVPP(W/V)),充分研磨成勻漿。在4 ℃下12000×g 離心20 min,取上清液作為粗酶用于酶活性測(cè)定。反應(yīng)體系包括:2 mL 10 mmol/L H2O2(用50 mmol/L、pH 7.5 的磷酸緩沖液配制)和150 μL 粗酶液。在240 nm 波長(zhǎng)下,記錄2 min 內(nèi)樣品動(dòng)態(tài)吸光值變化。以每分鐘OD 值變化0.01 為1 U,CAT 活性表示為U/mg protein。
1.2.10 過(guò)氧化物酶(POD)活性測(cè)定 參照Venisse 等[23]并調(diào)整。稱取2.0 g 果肉組織用冷凍磨樣機(jī)打成粉末后,轉(zhuǎn)移至預(yù)冷的研缽,加入3 mL pH 7.5 的 50 mmol/L 磷 酸 提 取 緩 沖 液(內(nèi) 含 4%PVPP(W/V),1 mmol/L 聚乙二醇,1 mmol/L 苯甲基磺酰氟(PMSF),0.01% Triton X-100(V/V)),迅速充分研磨成勻漿。于4 ℃下,15000×g 離心20 min,轉(zhuǎn)移上清液至新的離心管,作為粗酶液用于酶活性測(cè)定。POD 反應(yīng)體系為2.5 mL 0.025 mol/L 愈創(chuàng)木酚、0.2 mL 0.25 mol/L H2O2和0.2 mL 粗酶液。加酶液后,于470 nm 波長(zhǎng)系下記錄2 min 內(nèi)反應(yīng)體系中吸光值變化。以每分鐘OD 值變化0.01 為1 U,POD 活性表示為U/mg protein。
1.2.11 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性測(cè)定 參照Assis 等[24]方法并作修改。取2.0 g 果肉組織,用液氮磨碎,在研缽中加入5 mL 經(jīng)4 ℃預(yù)冷的0.1 mol/L pH 8.8 的硼酸緩沖液(含1 mmol/L EDTA,10%(w/v)PVPP 和50 mmol/Lβ-巰基乙醇)繼續(xù)在冰浴下研磨成勻漿,然在4 ℃條件下,12000×g 離心20 min,取上清液作為粗酶液,并用于酶活性測(cè)定。將1 mL 粗酶與3 mL 1-苯丙氨酸在37 ℃下孵育60 min。在290 nm 處測(cè)定吸光值?;钚员硎緸閁/mg protein,其中U = 0.01ΔOD290min?1。
1.2.12 4-香豆酰-輔酶A 連接酶(4CL)活性測(cè)定參考范存斐等[25]方法并修改。稱取2.0 g 果肉組織用冷凍磨樣機(jī)打成粉末后,轉(zhuǎn)移至預(yù)冷的研缽,加入3 mL 0.2 mol/L Tris-HCL 緩沖液(25%甘油、0.1 mol/L DTT、pH 8.0)及少量石英砂。在4 ℃溫度下,15000×g,離心30 min,取上清液至新的離心管中作為粗酶?jìng)溆?。反?yīng)液包括:0.45 mL15 μmol/L MgCl2·6H2O,0.15 mL 5 μmol/mL p-香豆酸,0.15 mL 50 μmol/mL ATP,0.15 mL 1 μmol/mL CoA 以及0.5 mL酶液?;旌弦涸?0 ℃水浴鍋中,反應(yīng)10 min。紫外分光光度計(jì)在333 nm 處測(cè)定樣品吸光值,1 min內(nèi)OD333變化0.1 作為1 個(gè)活性單位(U)?;钚员硎緸閁/mg protein。
1.2.13 總酚含量測(cè)定 參考范存斐等[25]并修改。稱取2.0 g 果肉組織用冷凍磨樣機(jī)打成粉末后,轉(zhuǎn)移至預(yù)冷的研缽,加入5 mL 1% HCl–甲醇后,充分研磨。12000×g 離心30 min,棄沉淀保留上清液。在280 nm 測(cè)定吸光值。總酚含量表示為OD280·g FW?1。
1.2.14 木質(zhì)素含量的測(cè)定 參照范存斐等[25]方法。稱取2.0 g 果肉組織用冷凍磨樣機(jī)打成粉末后,轉(zhuǎn)移至預(yù)冷的研缽,研缽中加入5 mL 預(yù)冷的95%乙醇,充分研磨。12000×g 離心30 min。保留沉淀,先用95%乙醇沖洗3 次,再用乙醇:正己烷=1:2(V/V)沖洗3 次。收集沉淀在60 ℃烘箱中使其充分干燥,用1 mL 25%溴化乙酰冰醋酸溶液重懸沉淀,70 ℃恒溫水浴30 min,然后加1 mL 2 mol/L NaOH 中止反應(yīng)。再加2 mL 冰醋酸和0.1 mL 7.5 mol/L 羥胺鹽酸,離心。取0.02 mL 上清液,用冰醋酸定容至5 mL。紫外分光光度計(jì)在280 nm 波長(zhǎng)下,測(cè)定樣品吸光值。木質(zhì)素含量以O(shè)D280·g FW?1表示。
各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果均以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤(SE)”表示,用 SPSS 16.0 軟件進(jìn)行 Duncan’s 多重差異顯著性分析,*表示P<0.05。用 Microsoft Excel 2010 軟件作圖。
由圖1 可知,從貯藏6 d 開始,對(duì)照組與水楊酸處理果實(shí)出現(xiàn)腐爛。貯藏8 d 時(shí),對(duì)照組腐爛率為7.6%,水楊酸處理組腐爛率為4.0%并顯著(P<0.05)低于對(duì)照組(圖1A)。由此可見(jiàn),1.5 mmol/L 水楊酸處理能夠有效抑制采后常溫貯藏期間金刺梨果實(shí)腐爛的發(fā)生。水楊酸處理組與對(duì)照組果實(shí)失重率均呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。但是,在整個(gè)貯藏期間水楊酸處理組果實(shí)的失重率始終低于對(duì)照組,并且在4、8 d兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)顯著低于對(duì)照組(圖1B)。水分蒸騰是導(dǎo)致果蔬采后失重的重要原因,結(jié)果表明,水楊酸處理能夠減緩采后金刺梨果實(shí)的水分損失。
圖1 水楊酸處理對(duì)金刺梨果實(shí)腐爛率(a)和失重率(b)的影響Fig.1 Effects of salicylic acid treatment on the decay rate(a)and weight loss rate(b)in Rosa sterilis
水楊酸處理組和對(duì)照組細(xì)胞膜完整性隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)均出現(xiàn)呈緩慢下降的趨勢(shì),但與對(duì)照組相比,水楊酸處理能有效保持果實(shí)細(xì)胞膜的完整性。在貯藏4、6、8 d 三個(gè)時(shí)間點(diǎn),水楊酸處理果實(shí)的細(xì)胞膜完整性顯著(P<0.05)高于對(duì)照果實(shí)(圖2)。由此可見(jiàn),水楊酸處理能夠較好的保持金刺梨果實(shí)的細(xì)胞膜完整性。細(xì)胞膜起到維持果肉細(xì)胞內(nèi)外滲透壓平衡的作用,細(xì)胞膜完整性的提高可以延緩果實(shí)的采后衰老進(jìn)程。
圖2 水楊酸處理對(duì)金刺梨果實(shí)細(xì)胞膜完整性的影響Fig.2 Effects of salicylic acid treatment on the cell membrane integrity in Rosa sterilis
由圖3A 可知,水楊酸處理果實(shí)中 O2?·產(chǎn)生速率在貯藏開始階段迅速升高,并在4 d 達(dá)到最大值,顯著(P<0.05)高于對(duì)照組48.2%,隨后緩慢下降。整個(gè)貯藏期間,水楊酸處理組 O2?·產(chǎn)生速率始終高于對(duì)照組(圖3A)。在貯藏過(guò)程中,處理和對(duì)照果實(shí)中H2O2含量均呈現(xiàn)出在前6 d 升高隨后下降的趨勢(shì),但水楊酸處理提高了果實(shí)H2O2含量,在貯藏6 d 時(shí)達(dá)到最大值并顯著(P<0.05)高于對(duì)照,高出對(duì)照23.5%。整個(gè)貯藏期水楊酸處理組H2O2含量始終高于對(duì)照組(圖3B)。誘導(dǎo)ROS 產(chǎn)生是果蔬增強(qiáng)其本身抗病能力的機(jī)制之一,其中 O2?·和H2O2是ROS 的典型代表,結(jié)果顯示,水楊酸處理能夠促進(jìn)金刺梨果實(shí)O2?·和H2O2貯藏期間的積累,并且與對(duì)照組相比,水楊酸處理促進(jìn)了 O2?·產(chǎn)生速率峰值的提前出現(xiàn)。
圖3 水楊酸處理對(duì)金刺梨果實(shí)O2?·產(chǎn)生速率(A)和H2O2 含量(B)的影響Fig.3 Effects of salicylic acid treatment on the O2?· production rate(A)and H2O2 content(B)in Rosa sterilis
SOD 與CAT 是活性氧代謝的關(guān)鍵酶,SOD 可以直接將不穩(wěn)定的O2?·分解成為更穩(wěn)定的H2O2,而CAT 能夠?qū)2O2分解為H2O 和O2。在整個(gè)貯藏過(guò)程中,水楊酸處理果實(shí)SOD 活性逐漸升高,而對(duì)照組SOD 活性在前2 d 先下降隨后緩慢上升。水楊酸處理果實(shí)SOD 活性在第2、4、8 d 顯著(P<0.05)高于對(duì)照,分別高出對(duì)照組10.9%,15.5%和17%(圖4A)。對(duì)照組CAT 活性在整個(gè)貯藏期間變化不明顯,處理組CAT 活性總體呈先升高后下降趨勢(shì),在貯藏第6 d達(dá)到最大,高出對(duì)照119%(圖4B)。由此可知,水楊酸處理促進(jìn)了金刺梨果實(shí)常溫貯藏期間SOD 與CAT 活性的升高。
圖4 水楊酸處理對(duì)金刺梨果實(shí)SOD(a)和CAT(b)活性的影響Fig.4 Effects of salicylic acid treatment on the activity of SOD(a)and CAT(b)in Rosa sterilis
POD 廣泛存在于植物中,在果實(shí)體內(nèi)主要參與活性氧的清除、木質(zhì)素的合成等過(guò)程。在整個(gè)貯藏期間水楊酸處理和對(duì)照果實(shí) POD 活性都呈先上升后下降的趨勢(shì),但水楊酸處理果實(shí) POD 活性始終高于對(duì)照,并在貯藏第4、6、8 d 三個(gè)時(shí)間點(diǎn)顯著(P<0.05)高于對(duì)照,分別高出對(duì)照23.7%,35.3%和35.0%(圖5)。從上述結(jié)果得知,水楊酸處理促進(jìn)了金刺梨果實(shí)常溫貯藏期間POD 活性的升高。
圖5 水楊酸處理對(duì)金刺梨果實(shí)POD 活性的影響Fig.5 Effects of salicylic acid treatment on the activity of POD in Rosa sterilis
PAL 是苯丙烷途徑的限速酶,其活性的高低與酚類、黃酮類和木質(zhì)素合成密切相關(guān)。在整個(gè)貯藏期間,處理組果實(shí)PAL 活性始終高于對(duì)照組,水楊酸處理果實(shí) PAL 呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),在貯藏第4 d 達(dá)到最大,高出對(duì)照 64.2%,而對(duì)照果實(shí)PAL 活性變化不大(圖6A)。4CL 可催化各種羥基肉桂酸生成相應(yīng)的硫酯,從而形成木質(zhì)素合成所必須的中間產(chǎn)物香豆酸、阿魏酸以及咖啡酸。水楊酸處理后,金刺梨果實(shí)4CL 活性迅速升高,并在第4 d 達(dá)到最大,高出對(duì)照50.9%,而對(duì)照組果實(shí)4CL 活性在整個(gè)貯藏期間變化不明顯(圖6B)。由此可知,水楊酸處理提高了金刺梨果實(shí)常溫貯藏期間苯丙烷代謝途徑中關(guān)鍵酶PAL 與4CL 的活性。
圖6 水楊酸處理對(duì)金刺梨果實(shí)PAL(A)和4CL(B)活性的影響Fig.6 Effects of salicylic acid treatment on the activity of PAL(A)and 4CL(B)in Rosa sterilis
水楊酸處理明顯提高了金刺梨果實(shí)的總酚含量,在貯藏過(guò)程中,處理組總酚含量呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì),在貯藏第6 d 時(shí)達(dá)到最大,高出對(duì)照41.0%,而對(duì)照組總酚含量在整個(gè)貯藏期間緩慢下降(圖7A)。木質(zhì)素含量的變化趨勢(shì)與總酚變化基本一致,水楊酸處理明顯提高了木質(zhì)素含量,并在6 d 達(dá)到最大,高出對(duì)照 31.1%(圖7B)。由此可見(jiàn),水楊酸處理能夠提高采后金刺梨果實(shí)實(shí)驗(yàn)貯藏中后期酚類物質(zhì)與木質(zhì)素的含量。
圖7 水楊酸處理對(duì)金刺梨果實(shí)總酚(A)和木質(zhì)素(B)含量的影響Fig.7 Effects of salicylic acid treatment on the content of total phenolic compounds(A)and lignin(B)in Rosa sterilis
水楊酸作為一種重要的植物誘抗劑,可誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)獲得性抗性,增強(qiáng)植物的廣譜抗性[26]。采后水楊酸處理可以通過(guò)提高相應(yīng)防御酶活性來(lái)增強(qiáng)果實(shí)抗病性、延緩果實(shí)衰老。本研究發(fā)現(xiàn),1.5 mmol/L水楊酸采后處理不僅可以降低貯藏期間金刺梨果實(shí)的腐爛率,還可以減輕果實(shí)失重率以及保持細(xì)胞膜完整性,從而延緩采后金刺梨果實(shí)品質(zhì)下降。這與采后水楊酸處理在芒果[27]、枸杞[14]、哈密瓜[11]等果實(shí)上的研究結(jié)果相似。
植物體受到外界環(huán)境脅迫后,會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量ROS[28]。低水平的ROS 充當(dāng)誘導(dǎo)防御基因表達(dá)的信號(hào)分子,并參與細(xì)胞壁的交聯(lián)和木質(zhì)化以抵抗真菌感染[29?30]。本研究發(fā)現(xiàn),水楊酸處理能夠提高采后金刺梨H2O2含量,這有可能與果實(shí)中SOD 活性的提升相關(guān)。該結(jié)果與水楊酸處理誘導(dǎo)“玉金香”厚皮甜瓜H2O2含量升高的結(jié)果類似[31]。但是,過(guò)量的ROS 則會(huì)對(duì)細(xì)胞本身造成破壞[29]。由SOD、CAT、POD 等活性氧代謝關(guān)鍵酶組成ROS 清除系統(tǒng),能夠及時(shí)清除植物細(xì)胞中過(guò)量的ROS[32?33]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,水楊酸能顯著提升采后金刺梨果實(shí)中SOD、CAT 和POD 活性。在對(duì)梨[34]、厚皮甜瓜[31]、樹莓[35]、棗[36]以及番茄[37]的研究中也得到了類似結(jié)果。這說(shuō)明水楊酸提高金刺梨果實(shí)抗性,延緩果實(shí)衰老與其調(diào)節(jié)活性氧代謝有關(guān)。
苯丙烷代謝是植物的次級(jí)代謝,植物中許多主要的抗菌物質(zhì)均由苯丙烷代謝直接或間接的生成,如酚類化合物、木質(zhì)素等[38]。PAL 和4CL 是苯丙烷代謝中的兩個(gè)重要的限速酶,PAL 已被證實(shí)為植物體內(nèi)最主要的抗性酶之一,其活性的強(qiáng)弱與酚類和木質(zhì)素等抗菌物質(zhì)密切相關(guān)[39]。而4CL 的作用是調(diào)控苯丙烷代謝主途徑向木質(zhì)素合成途徑與花青素合成途徑進(jìn)行轉(zhuǎn)折[40]。本實(shí)驗(yàn)表明,水楊酸能顯著提升金刺梨果實(shí)中PAL 和4CL 的活性。這就說(shuō)明,采后水楊酸處理可激活金刺梨果實(shí)苯丙烷代謝途徑中關(guān)鍵酶活性,進(jìn)而增強(qiáng)金刺梨果實(shí)的采后抗病性。在對(duì)葡萄[41]、柑橘[42]果實(shí)的研究中也得到了類似的結(jié)果。酚類和木質(zhì)素是苯丙烷代謝的末端產(chǎn)物,具有一定的抗菌作用,酚類化合物在多酚氧化酶作用下可氧化成毒性更強(qiáng)的醌類物質(zhì),能有效抑制病原物的擴(kuò)展。此外,酚類物質(zhì)也是木質(zhì)素合成的前體物[43?45]。果實(shí)中木質(zhì)素大量沉積,能夠?qū)е录?xì)胞壁木質(zhì)化,從而有效抵抗病原物的侵染[38]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采后水楊酸處理促進(jìn)了金刺梨果實(shí)中總酚與木質(zhì)素的積累。在水楊酸處理柑橘[42]、葡萄[41]與煙草[46]的研究中也得到了類似的結(jié)果。
采后1.5 mmol/L 水楊酸處理抑制金刺梨果實(shí)衰老過(guò)程中失重率、腐爛率和電導(dǎo)率的升高。水楊酸處理激活金刺梨果實(shí)中活性氧代謝,增強(qiáng)了SOD,CAT 和POD 抗氧化酶活性。另外,水楊酸處理提高了果實(shí)中與苯丙烷代謝關(guān)鍵酶PAL 與4CL 的活性,促進(jìn)了總酚和木質(zhì)素的積累。綜上所述,采后水楊酸處理可以延緩金刺梨果實(shí)衰老從而提高果實(shí)品質(zhì)。但由于本研究?jī)H僅是在短期室溫條件下通過(guò)水楊酸浸泡處理對(duì)金刺梨果實(shí)活性氧以及苯丙烷代謝中部分酶的變化進(jìn)行了研究,未來(lái)可以對(duì)活性氧代謝、苯丙烷代謝進(jìn)行更深入的研究,另外還可以從呼吸代謝、能量代謝方面開展研究,以便更全面地揭示水楊酸處理對(duì)金刺梨果實(shí)衰老的影響。